桑枝叶的饲料化加工贮藏技术

一、桑枝叶的饲料化加工贮藏技术

(一)桑叶的干制

1.桑叶干燥方法

(1)地面干燥法

地面干燥法即桑叶采收后,就地晾晒或转移到平坦硬化的地面自然干燥,可根据当地气候、人力及设备等条件,分别确定平铺晒法、小堆晒法或平铺小堆结合晒法,以达到更多地保存桑叶中的养分及活性物质的目的。制成的干桑叶含水量在15%~18%。

(2)叶架干燥法

在湿润地区或多雨季节,地面干燥容易导致牧草腐烂和养分损失,宜采用叶架干燥。用叶架干燥,可先在地面干燥4~10h,含水量降到40%~50%时,然后自下而上逐渐堆放,此方法特别适合于带枝条的桑叶。叶架干燥法能减少雨淋的损失,通风好,干燥快,能获得品质优良的干桑叶,营养损失较少。

(3)高温快速干燥法

高温快速干燥法是通过烘干机加热使桑叶快速脱水。干燥时间的长短,决定于选用的烘干机的种类和型号,干燥温度越高,干燥时间越短,效果越好。目前,针对桑叶干燥,生产上常采用高温梯度式干燥,其能有效节约能源,并能有效保存桑叶活性成分。高温干燥的最大优点是,时间短,不受雨水影响,能较好地保留原料色泽与营养成分。

2.干制桑叶的加工

根据干制桑叶的用途,可以将干制桑叶加工成3种形式。

(1)干桑叶粉

将干燥后的桑叶通过粉碎机进行粉碎后制成桑叶粉,有利于桑叶的存放、运输与使用。可直接将桑叶粉按一定的比例添加到各种动物配合饲料中,亦可将桑叶粉进一步进行深加工。桑叶粉由于包装、储存时间、储存环境、粉状饲料易吸潮等因素,其储存期不宜过长,一般在一年左右。优质的桑叶粉在外观上要求均匀一致,无霉变或结块,无异味,色泽浅绿或暗绿,洁净而清香,无砂石、铁钉、塑料废品、破布等明显杂质。

(2)制作成饼状、块状饲料

饼状饲料的生产可分为冲压式和缠绕式两种。冲压式需先将桑叶进行切碎或粉碎处理,然后根据动物的营养需求,添加部分的能量原料、蛋白原料、矿物质以及糖蜜等黏合剂,调制后压制成饼状的饲料块,主要用于饲喂反刍动物。

块状饲料主要是利用机械方法使松散的桑叶密度大幅度的提高。其处理方式可分为模压式、挤压式、冲压式。桑叶制作成块状饲料时,为提高桑叶草块饲料的品质,可在压制前添加某些饲料成分,具体的添加成分及添加量可根据饲料对象而定。

(3)制成颗粒料

将桑枝干燥粉碎后,添加至配合饲料中,加蒸汽或水进行调质,利用制粒机根据饲喂的不同动物及动物的大小制作成相应大小颗粒,经冷却、筛选后得到成品颗粒料,直接用于饲喂各种动物。

颗粒饲料是畜牧生产上,特别是猪、鸡、兔饲养中普遍采用的饲喂方式,在我国沿海养殖业发达地区,颗粒饲料占到配合饲料的70%左右。在制粒过程中,可破坏植物的细胞壁结构,并且消除了饲料中的部分有毒有害物质,饲料报酬有所提高;避免了畜禽挑食,保证了每日供给饲料的全价性;畜禽对颗粒料的采食速度快,可减少采食活动的营养消耗;颗粒料饲喂方便,明显节省饲喂及清理消耗的劳动力;并且颗粒饲料减少了畜禽采食过程中饲料的浪费。

(二)桑叶青贮

1.桑叶青贮的优点

(1)能有效保持青绿桑叶的营养物质

鲜桑叶中维生素、生物碱等活性物质丰富,采用青贮的方式储存,能较好地保留桑叶中的营养成分以及生物活性物质,其营养损失一般在10%以内。优良的青贮桑叶与鲜桑叶相比,糖类总量相差不大,粗纤维降解,糖多转化为乳酸,蛋白质损耗少,且青贮后生成的大量乳酸和乳酸菌,能有效调节畜禽肠道健康。

(2)可减少抗营养因子含量与病原菌的侵入

桑叶含有单宁、植物凝集素等抗营养因子,通过青贮过程中微生物的发酵作用,能有效降低抗营养因子含量。桑叶中携带的桑螟、桑蛘、虫卵、病原菌等由于缺乏氧气、长期浸润在酸性环境中失去活力,保证食用安全性。

(3)适口性好,消化率高

青贮桑叶能较好地保存桑叶的鲜嫩多汁,明显软化枝条,青贮过程中产生的大量乳酸和少量醋酸具有浓郁的酸香味,从而提高桑叶的适口性。桑叶中的能量、蛋白质经过青贮后,其消化率高于干制桑叶粉,且在动物采食时,青贮料中酸性物质的存在,能大量刺激消化腺的分泌,对提高饲料的消化率和吸收有良好的作用。

(4)不受气候环境条件的影响,可长期保存

在调制青贮桑叶的过程中,不受风吹、日晒、雨淋等不利气候条件的影响,只要按照青贮桑叶的操作规程进行,就能制作出优良的青贮饲料。青贮桑叶不仅可以常年利用,保存条件好的可贮存利用5年及以上,可有效避免以干粉存储时间过长时出现的生虫、发霉、结块等质变现象。

(5)节约储存空间、降低生产成本

青贮每立方米可储存鲜桑叶500~650kg,相当于175~230kg的干物质,青贮桑叶可以利用青贮袋、青贮塔、青贮壕、青贮窖等多种形式储存,特别是青贮塔、青贮壕、青贮窖,常建设在畜禽舍周围,一次建设可以多年使用,节省物料运输费用。

2.桑叶青贮技术要点

(1)含有足够的可溶性糖类

青贮前期,当桑叶中氧气耗尽,容器内形成厌氧状态,就开始了乳酸发酵,乳酸菌繁殖速度的快慢,是决定青贮桑叶质量好坏的关键。其利用桑叶中渗出的可溶性糖和氨基酸为原料,进行乳酸发酵及生长繁殖,青贮原料中含有足够的可溶性糖,乳酸菌就能快速繁殖,并产生大量的乳酸,整个原料酸度就能很快提高,有害微生物就能被有效抑制。反之,乳酸菌若生长缓慢,原料酸度不足,有害微生物活跃,就会引起桑叶霉烂变质。青贮原料中含糖量只有达到高于原料鲜重的1.0%~1.5%时,才能取得良好的青贮效果,而新鲜桑叶中,可溶性糖类的含量不到0.5%,含糖量严重不足,故要获得良好的青贮桑叶,需复配一定的高含糖原料。

(2)含水量适宜

制作青贮料时,水分过低,青贮时难以踩紧压实,窖内留有较多空气,造成好气性菌大量繁殖,使饲料发霉腐败;水分过多,细胞液中糖分过于稀释,不能满足乳酸菌发酵所要求的一定糖分浓度,易压实结块,利于酪酸菌活动,且易造成植物细胞汁液在压紧时流失(养分损失),使青贮料变臭、品质变坏。故青贮时,原料的水分含量尤其重要,一般原料中含水量以50%~60%为宜。新鲜桑叶含水量在70%左右,可稍微萎蔫后青贮。

(3)适当切细

桑叶需切细,一般纯桑叶切成3~5cm即可,桑枝嫩枝条需切得更细,长度至少低于1cm,茎秆越粗,切得越细,这样有利于装填紧实,尽可能排出原料中的空气,加快形成厌氧环境、降低植物细胞有氧呼吸造成的营养损失,同时,易使植物细胞渗出液汁,湿润表面,糖分流出附在原料表层,有利于乳酸菌的快速繁殖。

(4)控制环境温度

温度也是微生物生长繁殖所必备的条件之一,在制作青贮饲料时,外界环境温度的高低,会直接影响乳酸菌的生长繁殖。乳酸菌分解产生的乳酸含量,是变相检验青贮饲料中的优势菌群生长繁殖的指标。一般理想的温度为20~25℃,适合乳酸菌的活跃期,但是不能超过37℃,当温度上升到40~50℃时,乳酸菌的活跃菌落数也会降低,竞争力也会相对较低,青贮饲料的营养物质也会损失。

3.桑叶适宜青贮方式

(1)混合青贮

桑叶由于自身可溶性糖含量低,不易单独青贮,适宜与木薯渣、燕麦、黑麦草、苜蓿、甜菜叶、饲用甜高粱、玉米秸等含糖量高的原料混合青贮。采用混合青贮优选当地农副产物,一般可采用两种或者三种原料混合青贮,达到互补营养成分、提高营养价值、调节水分含量、提高青贮品质和降低成本的目的。

(2)添加剂青贮

青贮添加剂分为五类:发酵促进剂、发酵抑制剂、好气性变质抑制剂、营养性添加剂、吸收剂。适合于桑叶青贮的主要是乳酸菌制剂、纤维素酶、糖类等发酵促进剂,其添加量约为乳酸菌106cuf/g鲜重、纤维素酶3U/kg鲜重、糖蜜1%~3%鲜重。桑叶添加乳酸菌青贮效果大幅度提高,再结合原料价格、饲喂对象、加工设备等配加其他添加剂,可进一步改善桑叶青贮效果。

4.桑叶青贮制作工艺

(1)收割采摘

饲料桑种植紧密,枝条细嫩,可连枝条一起机械化成片收割;果桑以采收桑果为主,其树形高大,枝条粗壮,只能选取嫩桑叶(柄)进行青贮,一般结合夏伐进行;另外,用于养蚕、桑叶菜、桑叶茶的桑叶等采摘后,剩余的桑叶亦可用于青贮饲料用。

(2)桑叶粉碎

将桑叶进行适当切割、粉碎,加速汁液的流出,促进乳酸菌的快速增值发酵,可有效提高桑叶青贮质量。

(3)容器的准备

青贮的方式分为青贮窖、青贮塔、青贮壕、青贮袋等。前三者规模较大,适合于建设在养殖场附近,方便取用。使用青贮袋比较灵活,可于原料采集处处理装填,再运输至养殖场,但青贮袋一定要选择质量好、安全无毒的塑料薄膜。

(4)复配青贮底料

采用混合青贮、添加剂青贮时,要设定最省时省工的机械化操作模式。如添加剂在桑叶边粉碎边喷洒、传送带边传运边喷洒,混合青贮时,两边同时往传送带上铲送桑叶和其他青贮原料,还可在入窖时,分层间隔装填桑叶和其他原料,每铺一层,喷洒一次添加剂等形式。

(5)装填和压实

桑叶等底料准备完毕后,应及时装填。采用青贮窖、青贮塔、青贮壕时,可在装填之前,底部铺洒一层5cm左右的稻秸或麦壳,使用青贮袋直接装填原料。装填过程中,注意边装边压、特别注意边角密切压实,减少空气残留,利于乳酸菌的繁殖和抑制好气性微生物的活力。但也不能过度压实,以免引起梭状芽孢杆菌的大量繁殖。目前制作小型青贮袋有青贮打捆机、青贮包膜机,采用大型青贮容器时,则采用履带式拖拉机来压实,注意拖拉机不要带进泥土,边角还需人工踩压。

(6)封窖储存

原料装填完毕后,应立即密封和覆盖。青贮容器不同,其密闭和覆盖方法不同。如采用青贮窖青贮时,桑叶与窖口平齐后,中间继续堆高30cm以上,在桑叶上面铺一层10~20cm的秸秆或牧草,覆上塑料薄膜后,再覆上一层50cm左右的泥土,踏紧压实呈馒头型。并在旁边挖排水沟,开始几天应密切观察是否出现裂缝,若有需及时填补。采用青贮袋时,需将袋口扎实,严防空气进入,最初几天密切观察,若有胀袋破袋,应及时放气修补,并将青贮袋储存放置于阴暗干燥处。

(7)取用

桑叶在青贮两个月后,即可开窖、开袋使用,青贮料在未开封时,可保存两年以上。开窖时间根据需要而定,一般要尽量避开高温或严寒季节,因为高温季节,青贮饲料容易二次发酵或干硬变质,严寒季节青贮饲料易结冰,须融化后才能饲喂。一旦开窖利用,就必须连续取用。每天按家畜实际采食量取出,取时应逐层或逐段,从上往下分层利用,切勿全面打开或掏洞取料。取后应及时用草席或塑料薄膜覆盖,尽量减少与空气接触的机会,以免变质霉烂。已经发霉的青贮饲料应弃掉,不能饲用。

5.青贮桑叶的品质鉴定

青贮桑叶质量好坏的评定,包括感官评定(现场评定)和化学评定(实验室)两部分。

(1)感官评定

在生产实践中,感官评定是评价青贮料质量好坏的简单而快速的方法,主要包括色泽、气味、质地(表3-10)。色泽:优质的青贮饲料非常接近于作物原先的颜色,若青贮前作物为绿色,青贮后仍为绿色或黄色为最佳;气味:品质优良的青贮料具有轻微的酸味和水果香味,若有陈腐的脂肪臭味和霉味,说明青贮料质量严重变质;质地:优质的青贮料基本能保持原有结构形状,质地柔软,略带湿润,若结构破坏及呈黏滑状态则是青贮饲料严重腐败的标志。

表3-10 青贮桑叶的品质评定

(2)化学分析鉴定

感官评定简单、方便,但是不够精确,为进一步明确青贮质量的好坏,仍需实验室评定,以科学的评价青贮质量的好坏。

对青贮料的发酵情况化学鉴定主要包括pH值、氨态氮及有机酸含量的测定。优良青贮饲料的pH值在4.2以下,劣质青贮饲料pH值在5.5~6.0之间;氨态氮:氨态氮与总氮的比值反映蛋白质及氨基酸分解的程度,与青贮质量好坏呈负相关;有机酸含量:有机酸总量及其构成反映青贮发酵过程的好坏,最重要的是乳酸、乙酸和丁酸。

(三) 桑叶固态发酵技术

桑叶不宜作为主要饲料原料在动物饲料中大量添加,饲喂桑叶随着添加量的增加分畜禽的生长性能有不同程度下降,与其他饲料原料存在负组合效应等。究其原因,主要是桑叶中的粗纤维含量较高,桑叶表面的蜡质层不易被单胃动物消化,含有单宁、植物凝集素以及桑叶乳汁中的某些防御蛋白和生物碱类物质对动物具有毒副作用。寻找桑叶的有效加工利用方式,是增加桑叶饲用价值的有效方式。

固态发酵是利用自然底物作为碳源及能源,或利用惰性底物做固体支持物,其体系无水或接近于无水,微生物的生长及其所形成的产物均在基质的表面。相对于液体发酵,固态发酵体系没有(或几乎没有)游离水的存在,微生物在足够湿度的固体底物上附着繁殖,并进行相关代谢反应,底物则既不溶于水,也不悬浮于水中,为微生物的生长繁殖提供必需的碳源、氮源、水分、无机物和其它营养物质,类似于自然环境中发生的微生物反应。

固态发酵菌种的选择是关键,发酵菌种的选择应遵循以下原则:菌体细胞及其代谢产物对动物无毒无害;同化基质碳源、氮源的能力强,作用速度快;生长代谢旺盛,大量合成菌体蛋白或代谢产物;菌种性能稳定、不易变异;对环境适应能力强,有一定的耐受性。常用于固态发酵的菌种有乳酸菌类、酵母菌类、芽孢杆菌类、霉菌类等。乳酸菌的主要作用是产生乳酸使肠道维持在酸性环境中,能有效抑制肠道有害微生物的活动和有机质的腐败分解;利用酵母菌发酵,可以增加饲料蛋白以及活菌数,利于饲料的消化吸收,提高饲料营养价值,具有抑菌作用,且具有特殊的色泽和香味,从而改善适口性,芽孢杆菌可分泌淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等多种酶系,产生多种抗生素类物质,具有抑制其他有害细菌的生长繁殖的作用,并可促进动物免疫器官的发育,提高畜禽的健康水平等作用;用于发酵生产的霉菌种类很多,如木霉、青霉、曲霉、根霉等,霉菌可分泌淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、果胶酶等多种酶系,其分解利用淀粉、纤维素等结构性糖类的能力较强。

1.桑叶固态发酵菌种选择

桑叶是药食两用的植物,具有多种药理活性作用,桑叶饲料用要充分发挥桑叶在抗菌消炎等方面的药理活性作用,发挥功能活性饲料的作用。固态发酵技术,在提高原料营养价值的同时,微生物的作用有可能降低桑叶的药理活性,因此,固态发酵过程中,要注意保护桑叶中的活性功能成分。因此,在桑叶发酵菌种的选择时,对发酵前后物料的变化要注意活性物质的变化,并且筛选桑叶内生菌进行发酵是保留桑叶活性物质的主要方法。广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所科技人员通过长期对桑叶发酵的研究,筛选出了适宜桑叶发酵的菌种组合,即桑叶厌氧内生菌、酱油曲霉、酿酒酵母、植物乳杆菌等。

2.桑叶固态发酵加工与贮藏技术

桑叶的采收:固态发酵能提高饲料原料的消化吸收率,提高动物耐粗饲性,除了饲料桑、果桑等桑叶可以用于制作发酵桑叶,质地更为粗糙的生态桑叶经过发酵后,也能成为优质的动物饲料。种植紧密的饲料桑,其枝条细嫩,可随桑叶一起饲喂,采用改型后的收割机,可以将桑叶同时收割,一年可采收5~8次。果桑以采收桑果为主,其树形高大,枝条粗壮,只能采摘桑叶(柄)进行饲料用,一般结合夏伐、冬伐进行;生态桑树形高大,枝叶粗糙,只能采收桑叶作为动物饲料,且生态桑一般种植在山坡丘陵地带,难以选型适宜采收机械,目前仍以人工采收为主。

桑叶干燥:桑叶的烘干可采用多种方式,结合现有设备与条件,采用地面干燥、叶架干燥、烘干等方式均可,但以最大程度的保留桑叶的营养价值与建立机械化生产线为目的,采用烘干法干燥桑叶经济效益较高,且采用温度梯度式高温烘干,能最大程度地保存桑叶的营养价值。

桑叶粉碎:干燥后的桑叶,即可过粉碎机进行粉碎。由于发酵要求原料有一定的粉碎粒度,以保证菌种能充分接触原料,增加菌种附着面积;但是原料也不可粉碎太细,粉碎太细,加水后易造成桑叶粉板结,影响原料的通风透气,影响发酵进程,一般用以发酵的桑叶粉,粉碎过20目筛即可。

发酵菌种的准备:根据发酵桑叶的生产量,按照原料6%的比例培养菌种。根据广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所相关研究人员对桑叶发酵工艺的优化表明,适合桑叶发酵的菌种组合为酱油曲霉+植物乳杆菌+酿酒酵母+桑叶厌氧内生菌(均保存于广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所微生物保藏中心)。在准备进行桑叶发酵的前15d左右,即要将菌种经过一级培养、二级培养、种子罐、发酵罐进行大量扩培。

发酵物料的准备:为保证桑叶发酵品质、加速启动发酵,桑叶发酵需要配备一定的发酵辅料。将桑叶粉、麸皮、豆粕按16∶1∶3的比例进行复配,再按总质量加入1%糖蜜、0.5%硫酸铵、0.05%磷酸二氢钾。

发酵:将菌种溶于适量水中,喷洒至发酵物料表面,并调整物料湿度在50%左右,分装于发酵池(发酵车)中,置于灭菌后的培养环境下培养60h,保持室内温度32℃左右。发酵过程中,定期记录温度变化情况,发酵进程中出现温度过低时注意提高室温,加强通氧,温度过高时,密切留意防止霉变,必要时再喷洒适量菌种。

物料烘干:发酵结束后,将物料进行烘干。为保证尽可能地保留活菌数和物料活性成分,以低温烘干方式较好,生产上可采用50℃热泵烘干。发酵后的桑叶粉,会部分结为块状,在烘干前,发现明显的块状物料,需人工进行捣细。

粉碎:烘干后的物料,会结成大小不等的块团、颗粒,需经过粉碎机粉碎,过40目筛。

包装与储存:物料粉碎后,即可进行包装。包装袋的选择,仍以双层聚乙烯塑料袋较好,按通用规格40袋进行包装。包装好的发酵桑叶粉储存于专门的储存仓库,注意阴凉通风,防止鼠蚁。